TEKNIK AUDIO VIDEO
DIREKTORAT PEMBINAAN SMK (2008) 249
5.1 Element Gambar
Sebuah gambar pada dasarnya tersusun dari sekumpulan titik-titik
wara. Untuk mengetahuinya, prinsip pertama adalah dengan membagi
suatu gambar menjadi titik-titik warna (color dots) caranya dengan
memperbesar gambar menjadi beberapa kali lipat sehingga tampak
kotak-kotak. Perhatikan gambar di bawah ini. Otak kita secara otomatis
akan mengumpulkan kembali titik-titik
tersebut menjadi sebuah gambar. Tetapi
jika diperbesar kembali, gambar tampak
berbeda dan terlihat ada kotak-kotak
pembentuk gambar. Bukan hal yang
mudah untuk mengenali gambar seperti
ini, seperti halnya pemrosesan pada
program komputer untuk memahami
sebuah gambar. Satu-satunya cara kita
untuk melihat yang benar-benar terjadi
adalah dengan memperbesar gambar
tersebut, sampai otak kita tidak dapat
mengolah/memahami gambar tersebut.
Layar televisi dan komputer menyaring
(seperti halnya foto pada majalah dan
surat kabar) tersusun dari kumpulan titiktitik pembentuk gambar. Pada televisi atau komputer, titik ini disebut pixel
(picture element) dengan ukuran jumlah titik horisontal x jumlah titik
vertikal. Misalnya layar dengan resolusi 1024x768 pixel, artinya ada 1024
titik horisontal untuk tiap 1 titik vertikal. Jadi totalnya ada 786.432 titik
pembentuk gambar. Karena begitu banyaknya titik element gambar,
maka gambar terlihat lebih halus.
Ada 2 cara mendeskripsikan ukuran dari sebuah layar yaitu aspek
ratio dan ukuran layar (screen size). Secara turun temurun, display
komputer seperti TV pada umumnya mempunyai sebuah aspek rasio
4:3. Artinya perbandingan dari lebar dan tinggi layar adalah 4:3. Untuk
layar lebar (widescreen) memiliki aspek ratio 16:9 (ada beberapa yang
perbandingannya 16:10 atau 15:9). Layar ini biasanya digunakan untuk
menampilkan film DVD yang memiliki format widescreen. Sistem HDTV
juga menggunakan aspek ratio 16:9. Semua tipe dari display termasuk
permukaan proyeksi (projection surface), biasanya dikenal sebagai layar
(screen). Ukuran layar secara normal diukur dengan satuan inchi, dimulai
BAB 5 DASAR-DASAR VIDEO
Gambar 5-1. Susunan titik
pembentuk gambar Sri Waluyanti dkk TEKNIK AUDIO VIDEO
250 DIREKTORAT PEMBINAAN SMK (2008)
dari satu sudut sampai sudut seberang lain secara diagonal. Untuk lebih
jelasnya, perhatikan gambar 5-2 dan gambar 5-3 di bawah ini.
Namun, cara yang digunakan untuk
mengukur layar (screen) Monitor LCD dan
CRT ternyata berbeda. Untuk layar CRT,
ukuran layar diukur secara diagonal dari
tepi luar body layar. Dengan kata lain,
lapisan terluar ikut diukur seperti yang
ditunjukkan pada gambar disamping.
Gambar 5-2. CRT screen size
.
Untuk layar LCD, Untuk layar LCD,
layar diukur secara diagonal dari sisi
dalam bingkainya. Dengan kata lain,
tepi luar tidak ikut diukur seperti halnya
pada CRT
Gambar 5-3. LCD screen size
Karena perbedaan dalam hal mengukur CRT dan LCD, maka
LCD 17” layak jika dibandingkan dengan CRT yang berukuran 19”. Untuk
lebih akurat dalam perbandingannya, bandingkanlah viewable screen
size seperti tampak pada gambar 5-2 di atas. Ukuran layar pada
umumnya adalah 15, 17, 19 dan 21 inchi. Tetapi untul notebook, ukuran
layarnya lebih kecil, umumnya mulai dari 12 hingga 17 inchi. Kemajuan
teknologi, memungkinkan diciptakannya layar berukuran besar bahkan
lebih dari 40” misalnya pada information displays untuk publik maupun
dalam bidang medis.
5.2 Sistem Pembentukan Gambar
Dalam proses pembentukan gambar, yang berasal dari sinyal video
kemudian tampil pada layar terbagi menjadi 2 proses (metode) yang
berbeda yaitu:
Interlaced, yaitu metode untuk menampilkan image/gambar dalam
rasters canned display device seperti CRT televisi analog, yang
ditampilkan bergantian antara garis ganjil dan genap secara cepat
untuk setiap framenya. Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan,
diantaranya:
• Refresh rate yang disarankan untuk metode interlaced adalah
antara 50-80Hz. TEKNIK AUDIO VIDEO Sri Waluyanti dkk
DIREKTORAT PEMBINAAN SMK (2008) 251
• Interlace digunakan di sistem televisi analog, meliputi 3 sistem
warna:
PAL (50 fields per second, 625 lines, even field drawn first)
SECAM (50 fields per second, 625 lines)
NTSC (59.94 fields per second, 525 lines, even field drawn first)
Gambar 5-4. Interlaced garis ganjil dan garis genap
Progressive scan, yaitu
metode untuk menampilkan,
menyimpan, dan memancarkan gambar dimana setiap
baris untuk setiap framenya
digambar secara berurutan.
Metode ini biasa digunakan
pada CRT monitor komputer.
Gambar 5-5. Progressive scan
Untuk membandingkan kedua metode seperti yang telah
dijelaskan di atas, dapat diperhatikan gambar 5-6. Tampak pada
gambar bahwa metode progressive scan menghasilkan gambar yang
lebih halus daripada metode interlaced. Metode progressive scan ini
dipakai pada layar dengan resolusi tinggi seperti untuk monitor
komputer yang memiliki resolusi lebih dari 1024 x 768 pixel. Oleh
karena itu, tampilan pada monitor komputer cenderung lebih jernih
dari pada layar televisi biasa. Sri Waluyanti dkk TEKNIK AUDIO VIDEO
252 DIREKTORAT PEMBINAAN SMK (2008)
Gambar 5-6. Perbandingan Interlaced dan Progressive scan
5.3. Metode Pengujian Sinyal Video
Setidaknya ada dua cara untuk menguji sinyal video, yaitu
dengan menguji karakteristik dari spesifikasi sinyal untuk memastikan
bahwa sinyal telah sesuai dengan kebutuhan teknis atau artistik tertentu.
Atau dengan menguji karakteristik dari setiap peralatan secara terpisah
atau beberapa peralatan sekaligus di dalam alur sinyal video untuk
menentukan bahwa penyimpangan sinyal terjadi pada peralatan
tersebut. Contohnya kita melakukan monitoring terhadap keluaran
sumber sinyal video (kamera, generator karakter, dll.)
Untuk memastikan bahwa sinyal
yang dihasilkan tidak melebihi batas
maksimal sinyal hitam dan putih. Contoh
lainnya, yakni kita menguji penguatan
sinyal secara keseluruh-an pada proses
record/playback. Caranya dengan
memberikan sinyal video dengan
amplitudo sekitar, kemudian diamati pada
bagian outputnya selama playback.
5.4. Tabung Gambar
Tabung gambar memiliki peranan
yang sangat penting, karena sinyal video
harus diubah menjadi sebuah bentuk nyata berupa gambar melalui
sebuah display, baik itu berupa CRT, LCD maupun plasma seperti yang
akan dibahas lebih lanjut. Pada dasarnya gambar yang adalah
penggabungan 3 warna primer yaitu merah (Red), hijau (Green) dan biru
(Blue). Disamping ada juga sinyal sinkronisasi untuk mengatur gambar.
Berbagai jenis teknologi pun dikembangkan untuk memperoleh
tampilan gambar, supaya mendekati tampilan objek sebenarnya. Image
processing yang berkembang saat ini semuanya mengggunakan
teknologi digital. Masing-masing produsen mempunyai trademark
tersendiri untuk produk televisi yang mereka buat. Tapi secara umum,
peningkatan kualitas gambar ini bertujuan agar tampilan layar TV CRT
menjadi lebih realistis dan alami. Salah satunya adalah teknologi Digital
Gambar 5-7. Bentuk
gelombang sinyal warnaTEKNIK AUDIO VIDEO Sri Waluyanti dkk
DIREKTORAT PEMBINAAN SMK (2008) 253
Intelligent Picture Enhancement (DIPE) yang mengoptimalkan gambar
dengan cara memproses setiap sinyal yang masuk secara digital.
Teknologi gambar televisi lainnya adalah Digital Natural Image
engine atau disingkat DINe. Teknologi yang sudah mendapatkan
pengakuan pasar ini sangat inovatif karena dilengkapi serangkaian fiturfitur pengolah gambar digital paling mutakhir, di antaranya:
1. Six-times Density Enhancer. Teknologi inovatif ini bekerja
memperbaiki kepadatan gambar sehingga gambar resolusi tinggi
yang dihasilkan menjadi lebih jelas. Gambar pun menjadi lebih
sempurna dan mengesankan.
2. Signal Optimizer Bertugas mengoptimalkan sinyal yang masuk ke
dalam tabung televisi. Fungsinya adalah untuk menghilangkan
distorsi gambar akibat intensitas transmisi sinyal siaran yang rendah.
3. Detail Enhancer Berfungsi mempertajam batasan warna agar tidak
kabur. Ditambah dengan penyamaan kejelasan terperinci secara
seragam pada setiap saluran. Detil gambar pun menjadi sejelas
aslinya.
4. Color Optimizer Sesuai namanya, filter ini mampu menyajikan warnawarni alami dengan mengoptimalkan warna yang masuk. Pada
teknologi CRT stkitar, kualitas gambar seringkali menurun karena
munculnya warna perantara atau campuran. Secara teknis, Color
Optimizer akan memisahkan batasan-batasan warna.
5. Contrast Enhancer Teknologi ini meningkatkan daya kontras warna
dengan cara memperluas pola gradasi warna terang dan gelap.
Dengan begitu, intensitas cahaya yang tidak wajar akan terhindarkan
dan gambar yang dihasilkan menjadi lebih alami. Keletihan pada
mata akibat menonton dalam waktu lama pun dapat diminimalisir.
Teknologi gambar DINe ini sudah diterapkan di semua TV Slimfit.
Produk terbaru dari Samsung memiliki perbaharuan dibandingkan televisi
CRT terdahulu. Ukurannya sangat tipis, yaitu 1/3 lebih tipis dari TV CRT
pada umumnya. Untuk standar display dan resolusinya, dapat dilihat
pada tabel di bawah ini : Sri Waluyanti dkk TEKNIK AUDIO VIDEO
254 DIREKTORAT PEMBINAAN SMK (2008)
Tabel 5-1. Standar display beserta resolusinya
Jenis Standar
Resolusi
(pixel)
Penggunaan
XGA (Extended Graphics
Array)
1024x768
15- and 17-inch CRT monitors
15-inch LCD monitors
SXGA (Super XGA) 1280x1024
15- and 17-inch CRT monitors
17-and 19-inch LCD monitors
UXGA (Ultra XGA) 1600x1200
19-, 20-, 21-inch CRT monitors
20-inch LCD monitors
QXGA (Quad XGA) 2048x1536 21-inch and larger CRT monitors
WXGA (Wide XGA) 1280x800
Wide aspect 15.4-inch laptops
LCD displays
WSXGA+ (Wide SXGA plus) 1680x1050 Wide aspect 20-inch LCD monitors
WUXGA (Wide Ultra XGA) 1920x1200
Wide aspect 22-inch and larger LCD
monitors
5.4.1. CRT
(Cathode Ray tube)
Display jenis ini
adalah yang paling
tua dan paling
banyak dipakai oleh
masyarakat.
Awalnya CRT
ditemukan oleh Ahli
fisika Jerman
Ferdinand Braun
tahun 1897 sehingga
dikenal sebagai
“Braun Tube”.
Gambar 5-8. Bagian-bagian CRT warna TEKNIK AUDIO VIDEO Sri Waluyanti dkk
DIREKTORAT PEMBINAAN SMK (2008) 255
Sinar katode merupakan suatu berkas elektron yang keluar dari
suatu pemanas katode (heater) yang berada di dalam tabung ruang
hampa, dimana berkas elektron ini akan ditarik ke anoda disebabkan
adanya beda potensial yang cukup tinggi antar katode dan anoda
(tegangan ini umumnya dalam orde Kilo volt).
Tabung sinar katode (CRT) adalah suatu tabung ruang hampa yang
berisi suatu senapan elektron (Electron guns) dan suatu elemen
pemanas (heater), yang berfungsi untuk mempercepat dan
membelokkan berkas elektron (Electron beams). Hal ini dikarenakan di
dalam ruang hampa yang panas,
berkas elektron mudah untuk
bergerak dari katoda menuju ke
anoda. Untuk lebih jelasnya,
perhatikan bagian-bagian CRT
untuk televisi berwarna di
samping serta di bawah ini.
Bagian-bagian CRT berwarna:
1. Electron guns
2. Electron beams
3. Focusing coils
4. Deflection coils
5. Anode
6. Mask
7. Phosphor layers
8. Close-up of the phosphor
Layar mempunyai sejumlah fosofor yang akan berpendar ketika
terkena tembakan elektron yang dihasilkan oleh senapan elektron.
Berkas elektron ini akan dibelokkan oleh medan magnet yang
dikendalikan oleh kumparan vertikal dan horisontal (kumparan yoke).
Elektron yang ditembakkan dan mengenai titik pospor akan
menghasilkan cahaya yang terang yang dapat terlihat pada layar. selain
itu, tabung juga memiliki mask color, semacam masker untuk
menempatkan titik-titik pospor sehingga berkas elektron tepat mengenai
pospor tersebut. Bila dilihat secata titik-titik, terbentuk tampilan seperti
gambar 5-10. Ada 3 bulatan pospor yaitu merah, biru dan hijau. Bila
digambarkan berdasarkan urutan warnanya, maka terlihat seperti
gambar 5-11.
Gambar 5-9. Bagian-bagian CRT warna
(tampak belakang)Sri Waluyanti dkk TEKNIK AUDIO VIDEO
256 DIREKTORAT PEMBINAAN SMK (2008)
.
Gambar 5-12. Senapan elektron (Electron gun)
Sumber berkas elektron adalah senapan elektron, yang
menghasilkan suatu arus elektron melalui emisi-termion, dan memusat
menjadi seuah titik kecil. Senapan ditempatkan pada leher CRT atau
bagaian belakang CRT. Senapan elektron mempercepat tidak hanya
elektron tetapi juga ion hadir di ruang hampa yang tidak sempurna. Ion
lebih berat dibanding elektron, sulit untuk dibelokkan oleh medan
megnet. Untuk untuk mencegahnya, senapan elektron ini dapat
diposisikan pada poros tabung sedemikian sehingga ion akan
membentur sisi CRT. Magnet tetap (perangkap ion) membelokkan
elektron sehingga elektron membentur layar/pospor.
CRT menggunakan suatu tabung yang umumnya berukuran
besar, berat, dan relatif mudah pecah. Kemajuan teknologi, CRT mulai
ditinggalkan dan tergantikan oleh LCD dan plasma. Ukuran CRT sangat
bervariasi, mulai dari 6” sampai lebih dari 34”. Fisik yang besar sangat
berpengaruh pada konsumsi daya.
Gambar 5-10. Magnified view
of a shadow mask color CRT
Gambar 5-11. Magnified view of
an aperture grille color CRT TEKNIK AUDIO VIDEO Sri Waluyanti dkk
DIREKTORAT PEMBINAAN SMK (2008) 257
5.4.2. Plasma
Plasma adalah salah satu alternatif teknologi. Untuk menampilkan
gambar warna, teknologi plasma menggunakan kombinasi pospor
merah, hijau, dan biru. Berbeda dengan teknologi CRT, plasma memberi
muatan kepada kantung-kantung yang berisi gas neon dan xeon yang
berada di antara dua panel gelas.
Analogi mudahnya, jika CRT
hanya berisi sebuah tabung sinar
katoda (cathode-ray tube), maka
plasma terdiri dari satu juta
tabung fluorescent berukuran
sangat kecil. Ketika tabung
fluorescent tersebut diberi
muatan, gas neon dan xeon akan
mengeluarkan foton ultraviolet.
Kemudian foton menumbuk
pospor yang akan memendarkan
cahaya warna. Kombinasi
cahaya ini akan menghasilkan
gambar di televisi sebagaimana
yang kita lihat.
Gambar 5-14. Susunan plasma display panel
Masalah yang muncul di layar plasma berkisar pada kinerja pospor
yang mengeluarkan cahaya. Kinerja pospor akan menurun seiring
berjalannya waktu. Jika kinerja pospor sudah menurun, maka cahaya
yang dikeluarkan saat pospor ditumbuk foton, akan semakin berkurang
dan redup. Rasio kontras akan mengalami penurunan sebesar 50
persen dalam waktu penggunaan 4-5 tahun. Sedangkan untuk aspek
brightness (rasio terang), beberapa produsen mengklaim, penurunan
Gambar 5-13. Contoh tampilan
TV plasma Sri Waluyanti dkk TEKNIK AUDIO VIDEO
258 DIREKTORAT PEMBINAAN SMK (2008)
sebesar 50 persen, baru akan terjadi setelah penggunaan selama 60.000
jam (15 tahun penggunaan normal).
Display plasma, neon dan Xenon berisi ratusan ribu sel-sel kecil
yang diposisikan antara dua plat gelas/kaca. Elektroda-elektroda panjang
juga disisipkan diantara lapisan gelas/kaca, pada kedua sisi dari sel
tersebut. Elektroda-elektroda terletak dibelakang sel-sel, sepanjang
kaca tersebut. Elektroda transparan melingkupi bahan dielektrik dan
ditutup oleh satu lapisan pelindung magnesium oksida.
Gambar 5-15. Konstruksi lapisan pada plasma
Kedua elektroda meluas keseluruh layar, dimana elektroda
display disusun secara horisontal membentuk barisan sepanjang
layar elektroda yang dituju (elektroda untuk pengalamatan titik)
disusun membentuk kolom vertikal. Gambar 5-16. menggambarkan
susunan kedua elektroda membentuk sebuah grid dasar.TEKNIK AUDIO VIDEO Sri Waluyanti dkk
DIREKTORAT PEMBINAAN SMK (2008) 259
Gambar 5-16. Grid yang terbentuk oleh dua elektroda
Untuk mengionisasikan gas yang berada dalam sel tertentu,
display plasma akan mengaktifkan elektroda vertikal dan elektroda
horisontal yang saling bertemu/berpotongan. Hal ini dilakukan beribu-ribu
kali dalam waktu yang sangat singkat, untuk mengaktifkan tiap selnya.
Jika elektroda yang berpotongan ini diaktifkan (dengan menggunakan
beda tegangan antara kedua elektroda) maka arus listrik akan mengalir
melalui gas yang ada di dalam sel tersebut. Pada saat yang bersamaan,
sebuah aliran juga terbentuk oleh pengisian partikel yang akan memicu
atom-atom gas untuk melepaskan foton ultraviolet. Foton yang
dilepaskan ini berinteraksi dengan material pospor yang dilapisi di dalam
dinding sel. Pospor adalah material yang akan menghasilkan cahaya
(berpendar) jika terkena tumbukan. Ketika foton ultraviolet mengenai
atom di dalam sel, sebuah elektron pospor akan melompat ke tingkat
energi yang lebih tinggi dan atom memanas. Pada waktu elektron
mundur ke keadaan normal, maka akan dihasilkan energi dalam bentuk
foton cahaya yang terlihat.
5.4.3 LCD
Rata-rata TV LCD memiliki rasio kontras mulai dari 400:1 hingga
800:1. TV plasma mulai dari 600:1 sampai yang tercanggih memiliki kemampuan 1.500:1. Pada TV LCD, layar diterangi oleh lampu belakang
sehingga relatif tidak terpengaruh silau karena pantulan cahaya dan
memberikan gambar-gambar modulasi yang halus dan terang bahkan
dalam ruangan yang bercahaya terang atau dekat jendela dimana sinar Sri Waluyanti dkk TEKNIK AUDIO VIDEO
260 DIREKTORAT PEMBINAAN SMK (2008)
Gambar 5-17. Bagian-bagiandisplay LCD
matahari masuk. TV ini ringan dan dapat dipindahkan dengan mudah,
yang berarti dapat ditempatkan hampir dimana saja yang dikehendaki si
pengguna.
Bagian-bagian LCD dan fungsinya :
1. Vertical filter film untuk mempolarisasikan cahaya ketika masuk.
2. Glass substrate dengan ITO (Indium tin oxide ) electrodes. Bentuk
elektroda ini akan menetukan (membentuk) elemen gelap yang akan
tampak ketika LCD dinyalakan atau dimatikan.
3. Twisted nematic liquid crystals.
4. Glass substrate dengan common electrode film (ITO) dilengkapi
horizontal ridges sehingga menjadi satu baris dengan filter horisontal
5. Horizontal filter film untuk memblokir dan meloloskan cahaya.
6. Reflective surface untuk memantulkan kembali cahaya ke depan.
(pada backlit LCD, layer ini diganti dengan sumber cahaya)
Ukuran rasio aspek menggambarkan perbandingan antara lebar
layar dengan tingginya. TV konvensional memakai format 4:3,
sedangkan TV layar lebar menggunakan perbandingan 16:9. Rasio
ini tidak berbeda jauh dengan format yang dipakai industri film
bioskop, sehingga film DVD sangat nyaman ditonton pada layar TEKNIK AUDIO VIDEO Sri Waluyanti dkk
DIREKTORAT PEMBINAAN SMK (2008) 261
lebar, mengingat perbandingnya 1,85:1 tidak berbeda jauh dengan
16:9.
Dalam memilih TV sebaiknya dipertimbangkan juga aspek
resolusi. Produk TV plasma dan LCD sudah memakai teknologi fixedpixel arrays. Artinya, produk ini sudah memiliki baris dan kolom yang
tetap untuk format gambar tertentu. Secara umum kualitas TV yang
bagus digolongkan sebagai high definition, bila memiliki nilai resolusi
lebih dari satu juta, yaitu mulai dari 1280 x 720, 1366 x 768 dan 1024
x 1024.
Resolusi asli minimum dari layar haruslah 720 garis fisik pada
rasio 16:9. Layar tersebut harus dapat menerima input HD melalui:
• Antena dalam untuk menerima sinyal HDTV dari stasiun TV
yang sudah memancarkan program High-Definition
• HDMI (High Definition Multimedia Interface) atau DVI (Digital
Visual Interface)
Sementara itu, Input-input HD harus memiliki format video HD :
• 1280x720 @ 50Hz progression (720p)
• 1920x1080 @50Hz interface (1080i).
Gejala burn in atau dikenal juga dengan screen image retention
(jejak bayangan) merupakan penuaan pospor yang tidak merata pada
layar terjadi pada semua layar yang menggunakan pospor termasuk
CRT TV dan Plasma TV. Ada dua jenis jejak gambar yaitu jejak gambar
sementara dan permanen. Jejak gambar sementara secara otomatis
akan dihilangkan dengan screen-saver yang sudah ada pada Plasma.
Jejak gambar permanen hanya akan terjadi jika gambar yang sama (foto)
ditampilkan pada layar dalam waktu yang sangat lama, yaitu seminggu.
Dimana hal ini hampir tidak mungkin terjadi. Jadi Tidak ada yang perlu
dikhawatirkan perihal jejak gambar.
5.4.3.1 Konsep Liquid Crystal (Kristal Cair)
Padat dan cair merupakan dua sifat benda yang berbeda.
Molekul-molekul benda padat tersebar secara teratur dan posisinya tidak
berubah-ubah, sedangkan molekul-molekul zat cair letak dan posisinya
tidak teratur karena dapat bergerak acak ke segala arah. Pada tahun
1888, seorang ahli botani, Friedrich Reinitzer, menemukan fase yang
berada di tengah-tengah antara fase padat dan cair. Fase ini memiliki
sifat-sifat padat dan cair secara bersama-sama. Molekul-molekulnya
memiliki arah yang sama seperti sifat padat, tetapi molekul-molekul itu
dapat bergerak bebas seperti pada cairan. Fase kristal cair ini berada
lebih dekat dengan fase cair karena dengan sedikit penambahan
temperatur (pemanasan) fasenya langsung berubah menjadi cair. Sifat Sri Waluyanti dkk TEKNIK AUDIO VIDEO
262 DIREKTORAT PEMBINAAN SMK (2008)
ini menunjukkan sensitivitas yang tinggi terhadap temperatur. Sifat inilah
yang menjadi dasar utama pemanfaatan kristal cair dalam teknologi.
Untuk memahami sensitivitas kristal cair terhadap suhu, kita bisa
menggunakan apa yang dikenal sebagai mood ring. Mood ring dianggap
sebagai cincin ajaib yang mempunyai daya magis yang dapat membaca
emosi pemakainya. Saat si pemakai sedang marah atau tegang batu
cincin tersebut berubah warna menjadi hitam, sedangkan saat sedang
tenang batu berwarna biru. Berbagai emosi lainnya bisa diketahui
berdasarkan perubahan warna batu cincin magis ini. Magis ataukah
fisika ?, tentu saja fisika!. Karena batu cincin ini diisi dengan materi
kristal cair yang sangat sensitif terhadap perubahan suhu, sekecil apa
pun perubahannya. Perubahan suhu menyebabkan terpilinnya struktur
molekul (twist) sehingga panjang gelombang cahaya yang diserap atau
direfleksikan berubah pula.
Perubahan suasana hati atau emosi si pemakai cincin
menyebabkan perubahan suhu tubuh yang kemudian mempengaruhi
suhu kristal cair yang terkandung dalam batu tersebut. Sewaktu suhu
meningkat, molekul kristal cair terpilin dan menyebabkan warna merah
dan hijau lebih banyak diserap dan warna biru lebih banyak direfleksikan
sehingga warna yang terlihat adalah biru tua. Warna ini menunjukkan
keadaan hati yang sedang bahagia dan bergairah karena saat bahagia
suhu tubuh paling tinggi (pembuluh kapiler semakin mendekati
permukaan kulit dan melepaskan panas). Suhu tubuh minimum saat
sedang tegang karena pembuluh kapiler masuk semakin dalam sehingga
suhu turun (digambarkan dengan warna hitam sebagai warna yang
ditunjukkan kristal cair pada suhu terendah). Selain temperatur, kristal
cair juga sangat sensitif terhadap arus listrik (beda potensial). Prinsip
semacam inilah yang digunakan dalam teknologi LCD. Ini sebabnya
layar laptop terkadang terlihat berbeda di musim dingin atau saat
digunakan di cuaca sangat panas.
5.4.3.2 Nematic Liquid Crystal
Jenis kristal cair yang digunakan dalam pengembangan teknologi
LCD adalah tipe nematic (molekulnya memiliki pola tertentu dengan arah
tertentu). Tipe yang paling sederhana adalah twisted nematic (TN) yang
memiliki struktur molekul yang terpilin secara alamiah (dikembangkan
pada tahun 1967). Struktur TN terpilin secara alamiah sebesar 90º
(Gambar 5-19). Struktur TN ini dapat dilepas pilinannya (untwist) dengan
menggunakan arus listrik. TEKNIK AUDIO VIDEO Sri Waluyanti dkk
DIREKTORAT PEMBINAAN SMK (2008) 263
Gambar 5-18. Fase nematik serta bahan pembentuknya
Gambar 5-19. Ilustrasi twisted nematic
Pada Gambar 5-20. kristal cair TN (D) diletakkan di antara dua
elektroda (C dan E) yang dibungkus lagi (seperti sandwich) dengan dua
panel gelas (B dan F) yang sisi luarnya dilumuri lapisan tipis polarizing
film. Lapisan A merupakan cermin yang dapat memantulkan cahaya
yang berhasil menembus lapisan-lapisan sandwich LCD. Kedua
elektroda dihubungkan dengan batere sebagai sumber arus. Panel B
memiliki polarisasi yang berbeda 90
º
dari panel F.
Gambar 5-20. Sususan sandwich layar LCD Sri Waluyanti dkk TEKNIK AUDIO VIDEO
264 DIREKTORAT PEMBINAAN SMK (2008)
Gambar 5-21. Cahaya mengikuti bentuk
pilinan (tanpa arus)
Begini cara kerja sandwich ajaib ini. Cahaya masuk melewati
panel F sehingga terpolarisasi. Saat tidak ada arus listrik, cahaya lewat
begitu saja menembus semua lapisan, mengikuti arah pilinan molekulmolekul TN (90º), sampai
memantul di cermin A dan
keluar kembali. Tetapi ketika
elektroda C dan E (elek-troda
kecil berbentuk segi empat
yang dipasang di lapisan
gelas) mendapat-kan arus,
kristal cair D yang sangat
sensitif terhadap arus listrik
tidak lagi terpilin sehingga
cahaya terus menuju panel B
dengan polarisasi sesuai panel
F. Panel B yang memiliki
polarisasi yang berbeda 90º
dari panel F menghalangi
cahaya untuk menembus
terus. Karena cahaya tidak
dapat lewat, pada layar terlihat
bayangan gelap berbentuk
segi empat kecil yang
ukurannya sama dengan
elektroda E (berarti pada bagian tersebut cahaya tidak dipantulkan oleh
cermin A).
Sifat unik yang dapat langsung bereaksi dengan adanya arus listrik
ini dimanfaatkan sebagai alat
ON/OFF LCD. Tetapi sistem ini
masih membutuhkan sumber
cahaya dari luar. Komputer
dan laptop biasanya dilengkapi
dengan lampu fluorescent
yang diletakkan di atas,
samping, dan belakang
sandwich LCD supaya dapat
menyebarkan cahaya
(backlight) sehingga merata
dan menghasilkan tampilan
yang seragam di seluruh
bagian layar. Mudah bukan?
Tetapi tunggu dulu,
perancangan dan pembuatan
LCD tidak semudah
konsepnya. Masalah pertama
disebabkan tidak ada satu pun
Gambar 5-22. Cahaya mengikuti bentuk
untwisted TN (ada arus) TEKNIK AUDIO VIDEO Sri Waluyanti dkk
DIREKTORAT PEMBINAAN SMK (2008) 265
senyawa TN yang sudah ditemukan dapat memberikan karakteristik
paling ideal. Ini berarti kristal cair yang digunakan harus merupakan
campuran berbagai senyawa TN. Untuk mencampur senyawa-senyawa
ini diperlukan percobaan untuk menentukan formulasi terbaik, dan hal ini
bukan hal mudah. Kadang-dibutuhkan sampai 20 macam senyawa TN
untuk mendapatkan karakteristik yang diinginkan. Bayangkan saja,
mencampur dua macam senyawa saja sudah sangat sulit karena
karakteristik masing-masing (misalnya rentang suhu) saling
mempengaruhi. Belum lagi penentuan titik leleh campuran yang
terbentuk. Selain itu, kristal cair TN yang terpilin sebesar 90o
membutuhkan beda potensial sebesar 100% untuk mencapai posisi
untwist (posisi ON).
5.4.3.3 Super-Twisted Nematic dan Thin-Film Transistor
Pada tahun 1980, Colin Waters (Inggris) memberikan solusi bagi
masalah ini. Ia bersama Peter Raynes menemukan bahwa semakin
besar derajat pilinan, beda potensial yang dibutuhkan semakin kecil.
Pilinan yang menunjukkan beda potensial paling kecil adalah 270º.
Penemuan ini menjadi dasar dikembangkannya Super-Twisted Nematic
(STN) yang sampai sekarang digunakan pada telepon selular sampai
layar laptop.
Pada waktu yang hampir bersamaan pula, Peter Le Comber dan
Walter Spear (juga dari Inggris) menemukan solusi lain dengan cara
menggunakan bahan semikonduktor silikon amorf untuk membuat ThinFilm Transistor (TFT) pada tiap pixel TN. Metode ini menghasilkan
tampilan dengan kualitas tinggi tetapi memerlukan biaya produksi yang
sangat mahal dan melibatkan
proses pembuatan yang rumit.
Tentu saja rumit! Karena untuk
menghasilkan gambar dengan
kualitas 256 subpixel
diperlukan sejumlah 256 pixel
warna merah x 256 pixel biru x
256 pixel hijau. Tunggu
sebentar! 256 x 256 x 256 =
16.8 juta. 16.8 juta transistor
super mini harus dibuat dan
dilekatkan ke lapisan TN?
Rumit dan melelahkan! Tentu
saja biayanya menjadi sangat
mahal! Tetapi seiring dengan
semakin majunya teknologi,
biaya pembuatan TFT sedikit
demi sedikit bisa ditekan karena ada penyederhanaan proses
pembuatannya. Tetapi STN pun tidak mau kalah saingan! Kualitas
Gambar 5-23. Persentase beda potensial
STN (270º) Sri Waluyanti dkk TEKNIK AUDIO VIDEO
266 DIREKTORAT PEMBINAAN SMK (2008)
tampilan STN semakin lama pun semakin baik sehingga keduanya terus
bersaing ketat dan mendominasi pasar.
Setiap pixel pada LCD memerlukan 2 buah transistor. Sebagai
gantinya, digunakan TFT (thin-film transistor) display sehingga
dibutuhkan satu transistor. Perkembangan teknologi LCD semakin pesat
dalam dekade terakhir. Kepopuleran LCD terutama karena kualitas
gambar yang baik, konsumsi energi yang kecil, serta kekuatan materi
kristal cair yang tidak pernah mengalami degradasi. Penelitian lanjut
terus dikembangkan untuk mencapai target yang sangat bervariasi, mulai
dari usaha memproduksi LCD untuk ukuran layar yang semakin besar,
sampai kemungkinan alternatif komponen dengan bahan plastik yang
lebih ringan. Sasaran utama yang paling dikejar sebagian besar
produsen adalah LCD yang tidak lagi menggunakan backlight. Tetapi
apa pun tujuan pengembangan teknologi yang sedang mengalami
kemajuan pesat ini, semuanya membutuhkan pemahaman dan penelitian
fisika secara lebih mendalam. Kemungkinan pengembangan yang dapat
dilakukan masih sangat luas. Siapa pun bisa menghasilkan solusi-solusi
baru yang lebih canggih dan diterima masyarakat sebagai kemajuan
teknologi modern.
Display TFT (LCD) hanya mempunyai satu resolusi yang optimal.
Artinya hanya pada mode tersebut didapatkan kualitas gambar yang
terbaik. Pada monitor 17 inci misalnya, memiliki resolusi optimal pada
1280x1024 pixel. Apabila dipilih resolusi lain, monitor harus melakukan
interpolasi, sehingga kualitas gambar akan turun secara drastis.
Gunakan selalu resolusi layar seperti yang direkomendasikan oleh
produsennya. Monitor TFT sebaiknya juga menggunakan frekuensi
refresh 60 Hz pada pengaturan monitor di Windows “Display Properties”.
Tujuannnya agar konverter A/D pada monitor mempunyai waktu lebih
untuk mendeteksi setiap pixel dan mengubahnya menjadi sinyal-sinyal.
Pada beberapa model monitor TFT ditemui konfigurasi otomatis yang
berfungsi lebih baik pada frekuensi 75 Hz. Ada baiknya dilakukan
pengujian pada frekuensi lainnya diikuti dengan kalibrasi setiap kali.
5.4.4 Perbandingan LCD dan CRT
Jika hendak memilih jenis display, perlu diperhatikan kelebihan dan
kekurangan dari display tersebut. Kelebihan LCD monitor antara lain:
• Hemat energi listrik. Konsumsi daya bervariasi dan berhubungan erat
dengan teknologi yang digunakannya. Layar CRT membutuhkan
daya yang cukup besar, sekitar 100 watt untuk ukuran layar 19”.
Tetapi pada LCD hanya membutuhkan rata-rata 45 watt untuk ukuran
layar 19”. Konsumsi daya ini juga berpengaruh besar pada panas
yang dihasilkan. Layar CRT cenderung lebih cepat panas daripada
layar LCD
• Ukuran fisik lebih kecil dan ringan. LCD monitor secara umum lebih
ringan daripada CRT, sehingga hampir semua display sekarang
menggunakan LCD karena mudah dipindah. Bahkan dapat ditaruh TEKNIK AUDIO VIDEO Sri Waluyanti dkk
DIREKTORAT PEMBINAAN SMK (2008) 267
dipangkuan dan tidak memakan tempat, seperti penggunaan
notebook.
• Lebih aman terhadap mata, karena layar LCD menyala/mati secara
individu per pixel-nya sehingga tidak menghasilkan kedip (flicker)
seperti kedip yang terjadi pada layar CRT. Dengan demikian LCD
tetap nyaman di mata meskipun dilihat dalam waktu yang cukup
lama.
Sedangkan kelebihan CRT antara lain:
• Lebih murah, meskipun harga LCD semakin lama semakin menurun
tetapi jika dibandingkan dengan harga CRT, LCD masih tetap lebih
mahal.
• Mampu menampilkan warna lebih detail. Layar CRT dikenal mampu
menampilkan warna dengan berbagai gradasi warna yang lebih
akurat daripada LCD. Meskipun LCD mulai diperbaiki pada masalah
ini yaitu dengan meluncurkan model yang berkelas dilengkapi
dengan teknologi kalibrasi warna.
• Lebih responsif. Layar CRT memiliki sedikit permasalahan dengan
masalah bayangan (ghosting) dan efek blur (blurring) sebab mampu
melakukan pembentukan gambar kembali dengan cepat, daripada
LCD.
• Memiliki banyak resolusi. Jika layar akan digunakan untuk resolusi
yang bervariasi maka CRT lebih bagus daripada LCD yang tidak
dapat menghasilkan variasi resolusi dengan baik.
• Dari segi kekuatan, CRT lebih kokoh daripada LCD.
5.4.5 DLP
Teknologi DLP didasarkan pada peralatan optik semikonduktor,
yang disebut sebagai satu Digital Micromirror Device (DMD), dimana
digunakan cermin aluminium untuk memantulkan cahaya sehingga
terbentuk sebuah gambar. DMD sering disebut sebagai chip DLP. Chip
ini dapat ditaruh pada tangan, dengan jumlah lebih dari 2 juta cermin
yang membentuk matrik. Kode dari cermin menunjukkan resolusi layar.
Teknologi DLP 1080p menghasilkan lebih dari 2 juta pixel untuk resolusi
1920x1080 pixel. Selain cermian, DMD juga memiliki:
1. Chip CMOS DDR Statik RAM, merupakan sel memori yang secara
elektrik akan mempengaruhi cermin untuk miring ke posisi on atau off
tergantung nilai logikanya (0 atau 1).
2. Heat sink (peredam panas)
3. Optical window, yang akan melewatkan cahaya yang masuk,
disamping melindungi cermin dari kotoran dan debu Sri Waluyanti dkk TEKNIK AUDIO VIDEO
268 DIREKTORAT PEMBINAAN SMK (2008)
Gambar 5-24. Arsitektur DMD
Sebelum cermin pindah posisi pada ON atau OFF, chip dengan
cepat akan mengkonversi aliran bit gambar menjadi kode yang sesuai
dengan semikonduktor. Kemudian mengkonversi data dari interlace
menjadi progresif, membiarkan gambar menjadi bayangan. Berikutnya,
chip mengatur gambar agar sesuai dengan layar dan membuat setingan
untuk gamabr termasuk brightness, sharpness dan kualitas warna. color
quality. Akhirnya, chip mengirim semua informasi ke cermin, dimana
keseluruhan proses dilakukan hanya dalam waktu 16 mikro detik.
Cermin-cermin ini menjulang di engsel kecil yang memberdayakan
mereka untuk memiringkan ke arah sumber cahaya (ON) atau menjauh
dari sumber cahaya (OFF) sebesar +/ 12°, dan berulang 5,000 kali per
detik. Bila satu cermin dinyalakan lebih lama dari kondisi matinya, maka
akan terbentuk warna gray. Sebaliknya jika cermin lebih lama mati
daripada periode hidupny, maka akan terbentuk warna kelabu. TEKNIK AUDIO VIDEO Sri Waluyanti dkk
DIREKTORAT PEMBINAAN SMK (2008) 269
Gambar 5-25. Gambaran DLP light engine secara umum
Cahaya diarahkan melalui sebuah lensa kemudian menuju ke
layar untuk membentuk gambar. Cermin-cermin ini dapar merefleksikan
pixel hingga 1024 gradasi kelabu untuk mengkonversi menjadi video
atau isyarat grafis memasuki DLP sehingga menjadi gambar grayscale
yang lebih detail. DLPs juga menghasilkan tingkatan hitam dalam
beberapa teknologi proyeksi menggunakan cermin yang selalu di dalam
posisi off. Satu chip tunggal DLP sistem proyeksi dapat menciptakan
16,7 juta warna.
Masing-masing piksel dari cahaya pada layar adalah biru atau
hijau. Teknologi DLP bersandar pada mata penonton untuk mencampur
piksel-piksel ke dalam warna-warna yang diinginkan. Sebuah DLP
Sistem proyeksi bioskop mempunyai tiga chip, masing-masing dengan
kemampuan memproduksi sekitar 35 trilyun warna. Dalam suatu 3-chip
sistem, cahaya putih dihasilkan dari lampu melewati suatu prisma yang
membagi warna putih ini menjadi biru, hijau dan merah. Masing-masing
chip diarahkan kepada salah satu dari tiga warna-warna tersebut.
Cahaya yang berwarna ini dicerminkan kemudian dikombinasikan dan
melewati sebuah lensa proyeksi untuk membentuk suatu gambar. Sri Waluyanti dkk TEKNIK AUDIO VIDEO
270 DIREKTORAT PEMBINAAN SMK (2008)
Gambar 5-26. Proyektor skala besar dengan satu chip disetiap
warna primernya.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar